河南省桐柏縣大張溝鉬礦地質特征及成因

李隨領，歐長可，王 安，李 璨，王 旭

(1.河南省有色金屬地質礦產局第五地質大隊，河南 鄭州 450016) (2.河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450016) (3.河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南 鄭州 450016) (4.河南省有色金屬地質礦產局第四地質大隊，河南 鄭州 450016)

0 引 言

河南省鉬礦資源豐富，截止2011年底，累計查明鉬資源儲量483.7萬 t(保有資源儲量454.9萬 t，占全國總儲量的52%，排名第一[1]。東秦嶺是僅次于北美科迪勒拉山脈西部的世界第二大鉬礦帶，包含了多個世界級超大型、大型和中小型鉬礦床。桐柏縣大張溝鉬礦是在武當—桐柏—大別成礦帶桐柏段新發現的一個鉬礦。總結該區地質特征，研究鉬礦成因，有利于指導區內及外圍的中深部找礦工作。

1 區域地物化

大張溝鉬礦區位于河南省西部的熊耳山和伏牛山之間的過度部位，大地構造位置位于北秦嶺褶皺帶，國家級重點成礦帶武當—桐柏—大別成礦帶桐柏段。區域地層區劃屬秦嶺地層區→北秦嶺分區→桐柏—商城小區；構造發育，構造形跡總體呈NWW向展布,以斷裂為主，褶皺次之；巖漿巖發育，巖漿巖的侵入與區域性深大斷裂帶關系密切，巖體(脈)多呈帶狀分布；變質作用普遍,以區域變質作用為主；礦產資源豐富，成礦地質條件優越[2]。

區域上，平氏—桐柏一線，從南至北分布有程灣—桐柏、保水寺—沈家老莊、大李灣—油房、上張營—新莊等4條相互平行，呈NWW向展布的航磁異常。大張溝鉬礦即位于大李灣—油房航磁異常帶的北西部。

1∶5萬水系沉積物地球化學測量，在區域上圈出大張溝—老墳扒銅鉬多金屬異常帶：異常帶元素組合為Cu、Mo、W、Ag、Pb、Zn。大張溝礦區即位于該異常的西半部。

2 礦區地物化

礦區出露地層由老到新為下元古界秦嶺巖群(鉬礦主要賦礦地層)片麻巖，下古生界二郎坪群劉山巖組斜長角閃片巖和上古生界蔡家凹巖組大理巖，以及新生界第四系粘土、砂礫石、粗砂(圖1)。礦區構造較發育，以斷裂為主，褶皺不明顯。斷裂構造有F1、F2、F3、F4和F5。礦區巖漿巖較發育，主要有加里東期形成的變輝石巖，燕山晚期形成的花崗巖株(脈)及其附近產出的石英斑巖脈、花崗斑巖脈、偉晶巖脈和石英脈等[3]，其中鉬礦賦礦巖體為燕山晚期雙山北花崗巖株。

激電中梯(短導線)測量圈出走向NWW、東西向均未封閉的視極化率(ηs)異常一處，異常中心位置與雙山北含鉬花崗巖株對應；進一步的激電測深、激電測井和鉆探結果顯示：花崗巖株整體具黃鐵礦化，且自350 m以深，黃鐵礦化逐漸增強，而輝鉬礦化主要分布于250 m以淺，該區地球物理異常與雙山北鉬礦有關。

1∶2.5萬土壤地球化學測量，在大張溝—老墳扒一帶圈出以Cu、Mo為主、伴生Pb、Zn、Ag、W的綜合異常一處，進一步的巖石地球化學剖面及槽探驗證，發現了K1、K7鉬礦體，該區地球化學異常與雙山北含鉬花崗巖株及秦嶺巖群變質巖有關。

3 礦床地質

礦區發現鉬礦化地段兩處：雙山北含鉬花崗巖株K1和鉬礦脈K7。野外調查研究表明，K1為主要含礦地質體。

3.1 礦 體

區內礦體以斑巖型為主，規模較大。其次為熱液脈型礦體，規模較小。兩者的特征明顯不同。

斑巖型礦體就是K1礦體，位于礦區西北，NWW向產出，地表出露長約480 m，寬約150 m，傾向北東，傾角70°～85°，局部南傾。地表工程分析結果顯示：鉬品位多為礦化；中深部工程驗證，發現鉬礦11層，鉛直厚度2～16 m，鉬品位0.022%～0.120%；礦層主要集中在250 m以淺。

熱液脈型礦體為K7礦體，位于礦區西南，脈狀，長度不詳，地表真厚度10.02 m，局部產狀10°～23°∠68°～76°。地表工程測試結果顯示：鉬品位0.015%～0.066%；在中深部鉆孔發現鉬礦4層，鉛直厚度3～7 m，鉬品位0.016%～0.440%。

3.2 礦 石

斑巖型：賦礦巖石為花崗巖(圖2)，灰—淺肉紅色，似斑狀結構，花崗結構，塊狀構造。主要金屬礦物11種，主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦，次為方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、鉬華和孔雀石；非金屬礦物9種，主要有石英、斜長石(圖3)、鉀長石，次為螢石、白云母、絹云母、綠泥石、綠簾石和高嶺土。黃鐵礦、黃銅礦主要以它型—自型細粒結構為主(圖4)，團塊狀構造(圖5)，輝鉬礦主要為細小鱗片狀結構，呈細脈浸染狀分布于裂隙中或沿裂隙充填的石英細脈中(圖2)。

熱液脈型：賦礦巖石為花崗質片麻巖(圖6)和斜長角閃片麻巖，灰白色，粒狀變晶結構，片麻狀構造。主要金屬礦物7種，主要有黃鐵礦、輝鉬礦，次為黃銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、鉬華和孔雀石；非金屬礦物11種，主要有石英、角閃石、斜長石，次為螢石、白云母、黑云母、綠泥石、綠簾石、絹云母、微斜長石和高嶺土。輝鉬礦主要以鱗片狀結構呈細脈狀分布于石英細脈中。

圖2 花崗巖及細脈狀輝鉬礦

圖3 絹英巖化與閃鋅礦(Sph)(Qz-石英，Pl-斜長石，Ser-絹云母)

圖4 黃銅礦(Cp)交代黃鐵礦(Py)

圖5 團塊狀黃鐵礦

圖6 片麻巖及細脈狀輝鉬礦

圖7 巖芯中的鉀化(Kfs)與硅化(Qz)

3.3 圍巖蝕變

斑巖型：主要為鉀化(圖7)，絹英巖化(圖3)，綠泥石化，次為高嶺土化。

熱液脈型：主要為硅化、綠泥石化、次為高嶺土化。

3.4 成礦階段

由圖2、圖3、圖5可以看出，該區成礦期可分為鉀化、絹英巖化和石英硫化物3個階段，圖7、圖8進一步表明早期的鉀化被中期絹英巖細脈和晚期的石英硫化物穿切，而中期的絹英巖細脈被晚期的脈狀石英硫化物穿切。

由圖2、圖4、圖5可以看出石英硫化物可細分為石英-黃鐵礦、石英輝鉬礦和石英多金屬硫化物3個亞階段，其中圖4證實了黃銅礦的形成晚于黃鐵礦，圖9表明黃鐵礦被輝鉬礦交代，其形成時期亦早于輝鉬礦。

圖8 鉀化與絹英巖化及石英硫化物的關系

圖9 輝鉬礦包裹黃鐵礦，并發生扭曲

綜合上述礦物組合，蝕變疊加及脈體相互穿插關系，將本區成礦階段劃分順序為鉀化—絹英巖化—石英硫化物，石英硫化物階段又分為石英—黃鐵礦、石英—輝鉬礦、石英—多金屬硫化物3個亞階段。

4 礦床成因

4.1 成礦時代

自陜西華縣地區的金堆城，經河南南泥湖，至方城縣尚古寺，已發現一大批以斑巖型為主的鉬礦床，成為我國重要的鉬成礦帶。礦床主要受燕山期中酸性淺侵位小巖體控制，這些小巖體形態簡單，多成橢圓形、長條狀或不規則狀，以巖株、巖瘤或巖枝形式產出，出露面積小于1 km2，礦物組合有Mo、Mo-Cu、Mo-Fe、Mo-Cu-Fe[4]。近年來東秦嶺鉬礦帶開展了大量的輝鉬礦Re-Os、鋯石U-Pb、K-Ar 測年工作，經統計顯示，鉬的成礦年齡為100～157 Ma(表1)，屬燕山期。本區即位于該成礦帶內。

表1 東秦嶺鉬礦成礦時代一覽表

4.2 成礦地層

本區的賦礦地層為下元古界秦嶺巖群(Pt1qn)，主要由一套深變質片麻巖組成，巖性主要為斜長角閃片麻巖和花崗質片麻巖。其原巖主體上為一套古老的中基性火山巖或侵入巖，經歷了強變形和動力退變質作用而成。區域上受好漢坡與大河韌性剪切帶的控制，呈NWW向帶狀分布。

4.3 成礦構造

不同級別的構造對成礦有不同的控制作用。東秦嶺鉬礦帶總體沿區域構造線呈近EW向展布，區域構造和深大斷裂控制了巖體及鉬礦床的產出，幾乎所有的鉬礦床均產于NWW走向的次級斷裂中。

中生代時期，構造的活躍，為本區巖漿侵入提供了通道，并控制礦體的分布，雙山北花崗巖株即沿朱陽關—大河韌性剪切帶南側侵位，整體走向受其控制，K7鉬礦脈與周邊花崗斑巖脈、偉晶巖脈、大理巖脈均受F2(區域上為好漢坡韌性剪切帶)控制，呈近東西走向展布

4.4 成礦巖漿巖

本區的賦礦巖體為雙山北花崗巖株。 K7鉬礦脈雖呈脈狀，賦存于花崗質片麻巖和斜長角閃片麻巖內，但其南北兩側均發育近東西走向的花崗斑巖脈、偉晶巖脈，推測地表以下很可能存在隱伏花崗斑巖體。

4.5 成礦物質來源

前人的研究成果表明，東秦嶺鉬礦主要形成于中生代，其成因與花崗質巖漿有密切的關系[13]。盧欣祥等人認為，東秦嶺鉬礦床類型主要為斑巖型，成礦斑巖為深源淺成花崗巖類，巖石化學特點屬鈣堿性巖系，具有高硅、富堿、貧鎂、低鈣和鉀大于鈉等顯著特征，O、S、Pb、Sr及稀有元素地球化學特征表明，巖石和鉬來自深源，鉬是由巖漿帶來的[14]。

因此，該區鉬礦應來自于深源巖漿。

4.6 礦床成因

燕山期，隨著構造活動的發育，帶有鉬礦元素的深源巖漿沿著構造提供的通道，上涌至地殼，形成一系列花崗巖體，隨著巖漿的逐步冷卻，一部分巖漿熱液交代雙山北花崗巖株，發生鉀化，絹英巖化，熱液的進一步降溫，石英硫化物析出，并交代該花崗巖株，以細脈浸染狀，形成斑巖型礦體，金屬礦物組合主要為黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦；另一部分巖漿熱液貫入至下元古界秦嶺巖群深變質片麻巖中，并冷卻結晶，析出的石英硫化物呈細脈狀充填于片麻巖裂隙中，形成熱液脈型礦體，金屬礦物組合主要為黃鐵礦化、輝鉬礦化。

5 結 論

(1)本區鉬礦賦礦地層為下元古界秦嶺巖群，賦礦巖體為雙山北花崗巖株。區內地球物理異常和地球化學異常均與雙山北含鉬花崗巖株有關。

(2)本區鉬礦以斑巖型為主，以細脈浸染狀礦石為特征，金屬礦物組合主要為黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦，圍巖蝕變主要為鉀化、絹英巖化和綠泥石化以及少量高嶺土化.。

(3)本區鉬礦成礦過程可以劃分為鉀化、絹英巖化和石英硫化物3個階段，其中的石英硫化物階段又可進一步細分為石英-黃鐵礦、石英-輝鉬礦和石英-多金屬硫化物3個亞階段。

(4)斑巖型鉬礦由巖漿熱液交代充填形成。深源巖漿為成礦提供了成礦物質，構造既為成礦提供了通道，又控制了礦體的分布范圍。